184687. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőolajból származó bitumenes alapanyagoknak levegővel való fuvatására
1 184 687 2 A találmány tárgya eljárás kőolajból származó bitumenes alapanyagoknak levegővel való hivatására, célszerűen a környezeti szennyezés csökkentésére. A vákuumdesztilláció vagy más eljárás során a kőolajból nyert bitumenes anyagok lágyuláspontja az esetek többségében nem felel meg a felhasználói igényeknek. Ezért világszerte elterjedt technológiával a bitumenes anyagokat magas hőmérsékleten ún. füvató reaktorokban, levegővel hozzák érintkezésbe. Ennek során a bitumen-levegő folyadék-gáz diszperz elegyben olyan reakciók játszódnék le, amelyeknek eredményeként a bitumen lágyuláspontja emelkedik, penetrációja pedig csökken. A reakció során a bitumen egyéb minőségi jellemzői is, mint a sűrűség, elem- és csoportösszetétel, stb. változáson mennek keresztül. A reakcióban a levegő oxigéntartalma nagyobb részben elhasználódik és a dehidrogénezési reakciókból származó hidrogénnel vízgőzt képez. A reakció elegyből kilépő gáz a befúvott levegőből származó nitrogén, a maradék oxigén és a reakció során keletkezett vízgőz mellett egyéb alkotórészeket is tartalmaz, amelyek elsősorban a bitumenkomponensek hőbomlásával keletkező szénhidrogén és szénhidrogénszármazékok, kénhidrogén és szénmonoxid. Ezek a légtérbe vagy lekondenzálódva a szennyvízbe kerülve a környezetet szennyezik. A kilépő gázelegy maradék oxigéntartalma és a gázban lévő szénhidrogének, illetve szénhidrogénszármazékok között a reakció a gáztérben is erőteljesen folytatódik, ami gáztéri hőmérséklet jelentős emelkedésében és erős kokszképződésben nyilvánul meg. A keletkezett koksz a reaktor felső részében és a reaktorhoz kapcsolódó gázrendszerben lerakódásokat képez és idővel dugulást okoz. Ezeknek a nem kívánatos mellékreakcióknak a csökkentésére ismert eljárások a reaktor gázterében vízgőz bekeverést vagy a veszélyes vízbeporlasztást alkalmazzák, amelyeknek egyrészt hígító, másrészt hűtő hatásával a kokszképződést csökkentik. Üzemeltetési tapasztalatok szerint azonban ezekkel a megoldásokkal a kokszképződés csak kismértékben csökken és a hivatási gáz kezelése során olyan stabil emulziót tartalmazó olajos szennyvíz képződik, amelynek az olajmentesítése külön gondot okoz. A jelenleg ismert és általánosan elterjedt eljárás során a tárolótartályból szivattyú segítségével előmelegítő berendezésen keresztül folyamatosan táplálják be az alacsony lágyuláspontú bitument a fűvatóreaktorba. A hivatás levegő befúvatásával történik 280—300 °C hőmérsékleten. A megfelelő lágyuláspontú bitument közvetlenül vagy hűtőn keresztül kitárolják. A forró bitument tároló tartályból folyamatosan áramlik ki egészségre ártalmas, bűzös hivatási gáz a légtérbe. A fúvatóreaktor gázterét vízgőz behívásával hűtik 300 °C-ról 200—220 °C-ra. Az elvezetett hivatási gázokat, benne a behívatott vízgőzzel, direkt-vizes mosóoszlopaba vezetik. A gáz ebben lehűl, miáltal a vízgőz és az olaj kondenzál és a hűtővízzel együtt stabil emulziót tartalmazó olajos szennyvíz képződik. Alkalmaznak esetenként indirekt kondenzátorokat is. Ebben az esetben azonban a képződött olajos emulzió erősen korrozív a vízben oldódó kénhidrogén rpiatt. A hivatási gázt a vizes mosás után kéményen át szabadba vezetik. Az ipari szennyvízcsatornába engedett nehezen kezelhető olajos szennyvíz és a légtérbe engedett bűzös hivatási gáz a környezetet szennyezik. Találmányunk olyan javított eljárás, amely alkalmas a gáztéri és gázrendszeri kokszképződés, valamint *az emulziós szennyvízképződés gyakorlatilag teljes megszüntetésére és a hivatási gázok légszennyezésének csökkentésére. A találmány tárgya eljárás kőolajból származó bitumenes alapanyagoknak levegővel való hivatására, célszerűen a környezeti szennyeződés csökkentésére, amelynek során bitumen alapanyagokat reaktorban levegővel ellenvagy egyenáramban hívatnak. A találmány lényege abban van, hogy előmelegített desztillált bitumenből, extrátokból vagy azok keverékéből olyan folyadékoszlop és tartályátmérő H/D viszonyt állítunk be a tartályreaktorban, hogy ezáltal az elosztórendszerbe bevezetett levegővel a tartályba folyamatosan bevezetett bitument fúvatva magasabb lágyuláspontú terméket állítunk elő, a tartályreaktor gázterének és gázrendszerének minimális kokszosodásával, olajos szennyvíz keletkezése nélkül, valamint szénhidrogénszármazékokat, kénhidrogént és szénmonoxidot tartalmazó bűzös hivatási gázoknak a légtérbe való bejutása kizárásával. A levegő elosztórendszerét és a reaktor ellenállását úgy állítjuk be, hogy az a levegővel telített folyadékoszlop hidrosztatikai nyomásával legfeljebb azonos nagyságú. A tartályreaktor gázterének és hozzá csatlakozó gázrendszerének kokszosodását megakadályozó lehűtött és olaj mentesített gáz visszacirkulálását oly mennyiségben végezzük, hogy ezáltal a gáztér hőmérsékletét 220 °C alá csökkentjük. A visszavezetett hűtött gázzal a gáztér hőmérsékletét olyan szinten tartjuk, amely mellett a kokszosodás minimális értékű. A gáz hűtését és olajmentesítését öntisztuló tányérrendszerű mosótartályba ellenáramban betáplált hűtőolajjal végezzük, amelyhez csak induláskor adagolunk külső forrásból mosóolajat, egyébként a mosást a hivatáskor keletkező olajpárlattal végezzük. A hivatási gázból visszanyert olajpárlatot fűtőolajként hasznosítjuk. Kitárolás előtt a hivatott bitument gázelválasztó berendezésbe vezetjük, amelyből egy vákuumrendszerrel elszívjuk a felszabaduló gázokat, amelyeket a gáztisztító rendszerbe táplálunk. Az olajmentesített gázt az automata égővel felszerelt keverőfejen keresztül gázégető kemencébe vezetjük és azt az égővel felmelegítve, legalább 800 °C hőmérsékleten termikusán égetjük el. A cirkuláltatott és égetésre kerülő gázok hőfokát olyan értéken tartjuk, hogy a hivatási reakció folyamán keletkezett vízgőz az olajpárlattal nem kondenzálódik. Az eljárás a következő technológiai folyamatok kombinálásából áll, amelyet a csatolt folyamatábra alapján ismertetjük: a) Tartályreaktoros hivatás b) Hőközlőolajos melegítőrendszer a hivatásra kerülő alapanyagok előmelegítésére c) Hőközlőolajos hűtőrendszer a termék hűtésére d) Bitumen-bitumen hőcserélő rendszer a hulladékhő hasznosítására e) Olajos mosórendszer a hivatási gáz előtisztítására, fűtőolaj kinyerésére f) Vákuumos gáztalanító berendezés és kitárolásra kerülő bitumen gázmentesítésére 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
